利用粗、细同步校正16-QAM相位和频率偏移

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AWGN信道中16-QAM信号的相位和频率补偿分两步完成。首先，利用粗频补偿器提供的估计值对粗频偏移进行校正，然后利用载波同步对校正进行微调。由于粗频率校正，即使将标准化带宽设置为较低的值，载波同步器也会快速收敛。较低的归一化带宽值可以更好地校正小剩余载波偏移。在对接收信号应用相位和频率偏移校正后，使用前导信号解决相位模糊。

定义仿真参数。

Fs = 10000;%采样率(Hz)SPS = 4;每个符号的样本百分比M = 16;调制阶数k = log2(M);每个符号的比特数%rng (1996)为可重复的结果设置种子barkercode (.．.%作为序言“长度”13岁的“SamplesPerFrame”13);msgLen = 1e4;numFrames = 10;frameLen = msgLen/numFrames;

生成数据载荷并将序言添加到每一帧。序言稍后用于相位模糊的解决。

前言= (1+barker())/2;%长度13，单极数据= 0 (msgLen, 1);为idx = 1: numFrames payload = randi([0 M-1]， frameen -barker. length,1);data((idx-1)*frameLen + (1:frameLen)) =[前言;有效载荷);结束

创建一个系统对象™，用于发射脉冲形状滤波、接收脉冲形状滤波、QAM粗频率补偿、载波同步和星座图。

txFilter = com . raisedcosinetransmitfilter (.．.“OutputSamplesPerSymbol”, sps);rxFilter = com . raisedcosinereceivefilter (.．.“InputSamplesPerSymbol”sps,.．.“DecimationFactor”, sps);粗= com .粗频率补偿器(.．.“SampleRate”fs,.．.“FrequencyResolution”10);fine = com . carriersynchronizer (.．.“DampingFactor”, 0.4,.．.“NormalizedLoopBandwidth”, 0.001,.．.“SamplesPerSymbol”, 1.．.“调制”，“QAM”）;Axislimits = [-6 6];constDiagram = com . constellationdiagram (.．.“ReferenceConstellation”, qammod (0: M - 1 M),.．.“ChannelNames”, {“在融合之前”，融合后的}，.．.“ShowLegend”,真的,.．.“XLimits”axislimits,.．.“YLimits”, axislimits);

还为AWGN信道创建一个System对象，并为信号添加相位和频率偏移。添加大于90度的相位偏移来诱导相位模糊，从而导致星座象限漂移。

Ebn0 = 8;Freqoffset = 110;相位偏移= 110;awgnChannel = com . awgnChannel (.．.“EbNo”ebn0,.．.“BitsPerSymbol”、钾、.．.“SamplesPerSymbol”, sps);pfo = com . phasefrequencyoffset (.．.“FrequencyOffset”freqoffset,.．.“PhaseOffset”phaseoffset,.．.“SampleRate”fs);

生成随机数据符号，应用16-QAM调制，并将调制信号通过发射脉冲整形滤波器。

txMod = qammod(data,M);txSig = txFilter(txMod);

应用相位和频率偏移卵圆孔未闭系统对象，然后将信号通过AWGN通道添加高斯白噪声。

txSigOffset = pfo(txSig);rxSig = awgnChannel(txSigOffset);

粗频率补偿器系统对象为频率偏移提供粗校正。对于本例中的条件，将接收信号校正的频率偏移校正到发射信号的10hz范围内就足够了。

sync粗=粗(rxSig);

将信号通过接收脉冲整形滤波器，并应用精细频率校正。

rxFiltSig = fine(rxFilter(sync粗));

显示信号中前1000和后1000个符号的星座图。在同步环收敛之前，图表的螺旋性质表明频率偏移没有得到纠正。载波同步器收敛到解决方案后，符号与参考星座对齐。

constDiagram ([rxFiltSig (1:1000) rxFiltSig(9001:结束)))

解调信号。考虑发送和接收滤波器引起的信号延迟，以使接收数据与传输数据保持一致。计算并显示总误码率和误码率。当检查误码时，使用接收信号的后一部分来确保同步循环已经收敛。

rxData = qamdemod(rxFiltSig,M);delay = (txFilter.)FilterSpanInSymbols +.．.rxFilter.FilterSpanInSymbols) / 2;idxSync = 2000;同步环路收敛后检查误码率[syncDataTtlErr,syncDataBER] = biterr(.．.数据(idxSync: end-delay), rxData (idxSync +延迟:结束)

syncDataTtlErr = 16116

syncDataBER = 0.5042

根据所使用的随机数据，在同步环收敛并锁定后，接收信号中可能会有由相位模糊引起的比特误码。在这种情况下，您可以使用导言来确定，然后从同步信号中删除相位模糊，以减少误码。如果相位模糊最小，则误码数可能不变。

idx = 9000 + (1:bark . length);phOffset =角度(txMod(idx) .* conj(rxFiltSig(idx+延迟)));phOffsetEst = mean(phOffset);disp (['相位偏移= 'num2str (rad2deg (phOffsetEst)),“度”])

相位偏移= -90.1401度

resPhzSig = exp(1i*phOffsetEst) * rxFiltSig;

在解决相位模糊后对信号进行解调。重新计算总误码率和误码率。

resPhzData = qamdemod(resPhzSig,M);[resPhzTtlErr,resPhzBER] = biterr(.．.数据(idxSync: end-delay), resPhzData (idxSync +延迟:结束)

resPhzTtlErr = 5

resPhzBER = 1.5643e-04